研究背景
三(三溴新戊基)磷酸酯等高含卤阻燃剂(highly halogenated flame tetardants,HHFRs)是指氯系或溴系阻燃剂中含卤量在60%以上的阻燃剂,因含卤量高,阻燃性能优越,HHFRs在塑料及高分子材料等中得到了广泛应用。与常规阻燃剂相比,HHFRs在环境中更具持久性,浓度较高时在室内外大气与灰尘,土壤,沉积物,生物体甚至人体血清,母乳中频繁检出,且降解后形成毒性更强的脱卤转化产物。毒理学证据表明,HHFRs呈显著的内分泌干扰效应,造成神经发育损伤等[1]。

三(三溴新戊基)磷酸酯的分子式为C5H8Br3O4P,分子量为1018.46,常温常压下可以稳定存在,性状为白色至近白色固体,主要用作添加型阻燃剂。
制备方法
方法一
阻燃剂生产技术领域公开了一种三(三溴新戊基)磷酸酯阻燃剂的一锅法合成工艺,首先以季戊四醇,溴素,尿素为原料反应得到三溴新戊基乙酸酯,然后在三溴新戊基乙酸酯中加入三氯氧磷,催化剂,缚酸剂合成三(三溴新戊基)磷酸酯,不需要单独合成三溴新戊醇后再以三溴新戊醇为原料合成三(三溴新戊基)磷酸酯,可以实现三(三溴新戊基)磷酸酯的"一锅"合成,工艺简化,提高了三(三溴新戊基)磷酸酯的生产效率,有利于三(三溴新戊基)磷酸酯的大规模工业化生产。该方法通过合理控制原料,反应时间及温度等工艺参数,缩短了反应时间,提高了产品的产率和纯度[2]。
方法二
将三溴新戊醇加入反应釜中控制温度20-40度,搅拌0.5-1.5小时确认物料溶解;加入除水剂,搅拌0.4-0.6小时,然后将催化剂加入到反应釜中;保持温度在35-40℃,滴加三氯氧磷,控制在4-5h滴加完成,滴加结束后,在40-50℃保温0.5小时,然后慢慢升温至80-140℃,升温所用时间为3h,控制此温度回流反应10-15小时;升温蒸出溶剂,蒸出所用时间控制在6-8h,溶剂蒸馏完成后降温,产品抽滤,水洗至中性得三(三溴新戊基)磷酸酯。该方法采用温和的反应条件,而且得到的产品纯度较高,适用于大规模的工业化生产[3]。
应用
三(三溴新戊基)磷酸酯作为添加型阻燃剂主要用于阻燃类化工产品,下面就其中几种实例展开详细介绍:
(1)制备阻碳酸钙垢阻垢剂。原料为马来酸二异丙酯,聚环氧琥珀酸钠,硫酸锌,聚甲基丙烯酸,水,钼酸铵,六偏磷酸钠,苯甲酸,丙三醇磷酸酯,丙烯酸羟丙酯,三(三溴新戊基)磷酸酯,甲基二乙醇胺,冰醋酸,钨酸钠和乙醇胺。所得产品主要用于阻碳酸钙垢,用于低碱,低硬的软水,操作简单,缓释率97-99.9%,可以与有机膦酸盐,有机膦酸酯,聚磷酸盐等复配使用,阻碍和破坏无机盐晶体正常生长,减慢增长数量,减少盐垢形成,效果持久,50-60℃放置3-9个月,阻垢效果98-99%[4]。
(2)合成阻燃聚烯烃组合物。按重量份计,原料为以下组分:聚烯烃树脂100份;三(三溴新戊基)磷酸酯0.5-10份;磷系阻燃剂0.5-10份;阻燃协效剂0.1-2份。所述的磷系阻燃剂选自次磷酸盐,磷酸酯,聚磷酸盐中的至少一种。合成的阻燃聚烯烃组合物具有优良的阻燃性,表面光泽度,透明度等优点,尤其是三(三溴新戊基)磷酸酯和磷酸酯,阻燃协效剂复配的情况下,表面光泽度,透明度较好[5]。
(3)制备基于PCT的抗菌阻燃仿真假发。该假发包括以下重量配比的组分:PCT 60-95%,马来酸酐0.1-0.5%,聚丙烯酸酯0.1-1%,氯化石蜡0.1-0.5%,偏硼酸钡0.4-6%,聚丙烯酸五溴苄酯0.3-5%,三(三溴新戊基)磷酸酯0.3-5%,亚乙基双硬脂酰胺0.2-0.5%,纳米碳酸钙0.1-0.5%,纳米银抗菌剂1-3%,季膦盐0.8-4%,α-守酮0.6-4.5%,壳寡糖0.8-5.5%,白矾0.2-4%。所得假发纤维其具备抗菌阻燃,优异的耐水解和耐化学性,可卷性能稳定,穿戴舒适,触感柔软,易梳理和染色等特点,具有良好的市场竞争力[6]。
参考文献
[1]张文睿,辛正豪,曾冬娟,等.高含卤阻燃剂污染特征及分析方法研究进展[J].科学技术与工程, 2024(003):024.
[2]宗先庆,张国强,孙美玲,等.一种三(三溴新戊基)磷酸酯阻燃剂的一锅法合成工艺:CN202011570067.0[P].
[3]徐金伟,任伟民,丁加中,等.一种易于工业化生产的三(三溴新戊醇基)磷酸酯的合成方法:CN201610051592.9[P].
[4]凌云,凌天阳,金可心,等.一种阻碳酸钙垢阻垢剂及其制备方法:CN201810528860.0[P].
[5]赵汪洋,黄险波,叶南飚,等.一种阻燃聚烯烃组合物及其制备方法:CN201810635465.2[P].
[6]朱文统.一种基于PCT的抗菌阻燃仿真假发纤维及其制备方法:CN202010401864.X[P].